本发明涉及由多个芯片层叠而成的层叠芯片的制造方法。
背景技术：
为了实现半导体装置的进一步小型化、高集成化，实用化了在厚度方向上重叠多个半导体芯片而利用贯通电极(tsv：throughsiliconvia：硅通孔)等进行连接的三维安装技术。在该技术中，为了抑制最终制造出的层叠芯片的厚度而使用通过磨削等方法变薄了的半导体芯片。
但是，当在构成层叠芯片的半导体芯片的厚度上存在偏差时，很难形成与规定的厚度一致的层叠芯片。因此，提出了如下方法：在通过磨削等方法使作为半导体芯片的晶片变薄之前，对正面侧的树脂层进行平坦化而抑制因磨削导致的厚度的偏差(例如，参照专利文献1)。
专利文献1：日本特开2008-182015号公报
但是，在上述的方法中，由于需要区别于磨削装置而准备刀具切削用的切削装置(刀具切削装置)，所以制造成本容易变高。并且，利用该方法也无法完全地抑制厚度的偏差。
技术实现要素：
本发明是鉴于该问题点而完成的，其目的在于，提供层叠芯片的制造方法，能够制造出与规定的厚度一致的层叠芯片。
根据本发明的一个方式，提供层叠芯片的制造方法，所述层叠芯片由多个芯片层叠而成，该层叠芯片的制造方法的特征在于，具有如下的步骤：芯片形成步骤，对晶片的背面进行磨削而使晶片变薄，将晶片分割成多个芯片；测量步骤，对通过该芯片形成步骤而得到的各芯片的厚度进行测量；以及芯片层叠步骤，根据通过该测量步骤测量出的各芯片的厚度来选择要层叠的多个芯片而进行层叠，以便在层叠了多个芯片时成为规定的厚度。
在本发明的一个方式中，在该芯片形成步骤中，通过在沿着交叉的多条分割预定线在晶片中形成了分割用的构造之后对晶片的背面进行磨削，从而使晶片变薄而将该晶片分割成多个芯片。
在本发明的一个方式的层叠芯片的制造方法中，根据各芯片的厚度来选择要层叠的多个芯片而进行层叠，以便在层叠了多个芯片时成为规定的厚度，因此能够制造出与规定的厚度一致的层叠芯片。
附图说明
图1是示意性地示出晶片的结构例的立体图。
图2的(a)是示意性地示出在芯片形成步骤中在晶片的正面侧形成分割用的槽的情形的局部剖视侧视图，图2的(b)是示意性地示出在芯片形成步骤中晶片的背面被磨削的情形的局部剖视侧视图。
图3的(a)是示意性地示出被分割成多个芯片的晶片的立体图，图3的(b)是示意性地示出在测量步骤中对各芯片的厚度进行测量的情形的局部剖视侧视图。
图4的(a)是示意性地示出在芯片层叠步骤中所选择出的多个芯片的侧视图，图4的(b)是示意性地示出在芯片层叠步骤中层叠了多个芯片的情形的侧视图。
标号说明
11：晶片；11a：正面；11b：背面；13：分割预定线(间隔道)；15：器件；17：分割用的槽(分割用的构造)；19、19a、19b、19c：芯片；21：保护部件；21a：正面；21b：背面；31：层叠芯片；2：切削装置；4：卡盘工作台；4a：保持面；6：切削单元；8：主轴；10：切削刀具；22：磨削装置；24：卡盘工作台；24a：保持面；26：磨削单元；28：主轴；30：安装座；32：磨削磨轮；34：磨轮基台；36：磨削磨具；38：厚度测量器。
具体实施方式
参照附图对本发明的一个方式的实施方式进行说明。本实施方式的层叠芯片的制造方法包含芯片形成步骤(参照图2的(a)、图2的(b)、图3的(a))、测量步骤(参照图3的(b))以及芯片层叠步骤(参照图4的(a)、图4的(b))。
在芯片形成步骤中，对晶片的背面进行磨削而使晶片变薄，并且，将晶片分割成多个芯片。在测量步骤中，对通过芯片形成步骤而得到的各芯片的厚度进行测量。在芯片层叠步骤中，根据各芯片的厚度来选择要层叠的多个芯片而进行层叠。以下，对本实施方式的层叠芯片的制造方法进行详述。
图1是示意性地示出在本实施方式中使用的晶片的结构例的立体图。如图1所示，本实施方式的晶片11使用硅(si)等半导体材料而形成为圆盘状。晶片11的正面11a侧被呈格子状排列的分割预定线(间隔道)13划分成多个区域，在各区域中形成有ic、lsi等器件15。
另外，在本实施方式中，使用由硅等半导体材料制成的圆盘状的晶片11，但晶片11的材质、形状、大小、构造等并没有限制。例如，也可以使用由陶瓷、树脂、金属等材料制成的晶片11。同样，器件15的种类、数量、大小、配置等也没有限制。
在本实施方式的层叠芯片的制造方法中，首先，进行芯片形成步骤，对上述的晶片11进行分割而形成多个芯片。图2的(a)是示意性地示出在芯片形成步骤中在晶片的正面侧形成分割用的槽(分割用的构造)的情形的局部剖视侧视图。例如，使用图2的(a)所示的切削装置2来形成分割用的槽。
切削装置2具有用于对晶片11进行吸引、保持的卡盘工作台4。卡盘工作台4与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与铅直方向大致平行的旋转轴进行旋转。并且，在卡盘工作台4的下方设置有加工进给机构(未图示)，卡盘工作台4通过该加工进给机构在加工进给方向(水平的第1方向)上移动。
卡盘工作台4的上表面的一部分成为对晶片11的背面11b侧进行吸引、保持的保持面4a。保持面4a通过形成于卡盘工作台4的内部的吸引路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。通过使吸引源的负压作用于保持面4a，晶片11被吸引、保持在卡盘工作台4上。
在卡盘工作台4的上方配置有用于对晶片11进行切削的切削单元6。切削单元6具有与水平方向大致平行的作为旋转轴的主轴8。在主轴8的一端侧安装有环状的切削刀具10。主轴8的另一端侧与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，安装在主轴8上的切削刀具10通过从该旋转驱动源传递的力而进行旋转。
切削单元6被升降机构(未图示)和分度进给机构(未图示)支承，通过升降机构在铅直方向上移动(升降)，通过分度进给机构在与加工进给方向垂直的分度进给方向(水平的第2方向)上移动。
在使用该切削装置2来形成分割用的槽时，首先，使晶片11的背面11b侧与卡盘工作台4的保持面4a接触而使吸引源的负压发挥作用。由此，晶片11在正面11a侧向上方露出的状态下保持在卡盘工作台4上。另外，也可以预先在晶片11的背面11b上粘贴划片带等。
接着，使卡盘工作台4旋转而使任意的分割预定线13与加工进给方向平行。进而，使卡盘工作台4和切削单元6相对地移动而使切削刀具10与任意的分割预定线13的延长线上对齐。之后，使旋转的切削刀具10的下端下降到比晶片11的正面11a低且比背面11b高的位置，使卡盘工作台4在加工进给方向上进行移动。
由此，能够使切削刀具10切入到晶片11中而形成沿着对象的分割预定线13的分割用的槽(分割用的构造)17(半切割)。另外，重复进行上述的动作直到沿着全部的分割预定线13形成分割用的槽17。
在形成了分割用的槽17之后，对背面11b进行磨削而使晶片11变薄，将晶片11分割成多个芯片。图2的(b)是示意性地示出在芯片形成步骤中晶片的背面被磨削的情形的局部剖视侧视图。例如，使用图2的(b)所示的磨削装置22来进行背面11b的磨削。
磨削装置22具有用于对晶片11进行吸引、保持的卡盘工作台24。卡盘工作台24与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，绕与铅直方向大致平行的旋转轴进行旋转。并且，在卡盘工作台24的下方设置有移动机构(未图示)，卡盘工作台24通过该移动机构在水平方向上移动。
卡盘工作台24的上表面的一部分成为对晶片11的正面11a侧进行吸引、保持的保持面24a。保持面24a通过形成于卡盘工作台24的内部的吸引路(未图示)等而与吸引源(未图示)连接。通过使吸引源的负压作用于保持面24a，晶片11被吸引、保持在卡盘工作台24上。
在卡盘工作台24的上方配置有磨削单元26。磨削单元26具有被升降机构(未图示)支承的主轴外壳(未图示)。在主轴外壳中收纳有主轴28，在主轴28的下端部固定有圆盘状的安装座30。
在安装座30的下表面安装有与安装座30大致相同直径的磨削磨轮32。磨削磨轮32具有由不锈钢、铝等金属材料形成的磨轮基台34。在磨轮基台34的下表面呈环状排列有多个磨削磨具36。
主轴28的上端侧(基端侧)与电动机等旋转驱动源(未图示)连结，磨削磨轮32通过从该旋转驱动源传递的力而绕与铅直方向大致平行的旋转轴进行旋转。在磨削单元26的内部或附近设置有用于对晶片11等提供纯水等磨削液的喷嘴(未图示)。
在使用该磨削装置22对晶片11的背面11b进行磨削之前，预先在上述的晶片11的正面11a侧粘贴保护部件。保护部件21例如是具有与晶片11相同直径的圆形的膜(带)，在其正面21a侧设置有具有粘接力的糊层。
因此，如果使该保护部件21的正面21a侧与被加工物11的正面11a侧紧贴，则能够将保护部件21粘贴在被加工物11的正面11a侧。通过将保护部件21粘贴在被加工物11的正面11a侧，能够缓和磨削等时施加的冲击，对形成于晶片11的正面11a侧的器件15等进行保护。另外，当在晶片11的背面11b上粘贴有划片带等的情况下，预先将它们去除。
在将保护部件21粘贴在晶片11的正面11a侧之后，使粘贴在晶片11上的保护部件21的背面21b与卡盘工作台24的保持面24a接触而使吸引源的负压发挥作用。由此，晶片11在背面11b侧向上方露出的状态下被吸引、保持在卡盘工作台24上。
接着，使卡盘工作台24移动到磨削单元26的下方。然后，如图2的(b)所示，使卡盘工作台24和磨削磨轮32分别旋转而一边对晶片11的背面11b等提供磨削液一边使主轴外壳(主轴28、磨削磨轮32)下降。
主轴外壳的下降速度(下降量)被调整为将磨削磨具36的下表面推抵于晶片11的背面11b侧的程度。由此，能够对背面11b侧进行磨削而使晶片11变薄。例如，一边使用非接触式的厚度测量器38(参照图3的(b))对晶片11的厚度进行测量，一边持续进行该磨削直到使晶片11薄化至规定的厚度(完工厚度)。另外，也可以使用接触式的厚度测量器来代替非接触式的厚度测量器38。
当晶片11薄化至规定的厚度(完工厚度)时，分割用的槽17在背面11b侧露出，晶片11以该分割用的槽17为界被分割成多个芯片。图3的(a)是示意性地示出分割成多个芯片的晶片11的立体图。如图3的(a)所示，当对晶片11进行分割而得到多个芯片19时，芯片形成步骤结束。
在芯片形成步骤之后，进行用于测量各芯片19的厚度的测量步骤。图3的(b)是示意性地示出在测量步骤中对各芯片19的厚度进行测量的情形的局部剖视侧视图。继续使用磨削装置22来进行该测量步骤。
如上述那样，在卡盘工作台24的上方配置有利用了光的非接触式的厚度测量器38。厚度测量器38具有发出测量用的光的光源(未图示)。该光源例如是sld(超辐射发光二极管)或led、卤素灯等，其发出在透过晶片11的规定的波长范围内具有强度分布的光。
如上述那样，由于测量用的光会透过晶片11，所以对晶片11照射的测量用的光的一部分在晶片11的背面11b侧反射，而对晶片11照射的测量用的光的其他的一部分在晶片11的正面11a侧反射。因此，在背面11b侧反射的光与在正面11a侧反射的光的干涉光在按照背面11b与正面11a的光路差(相当于晶片11的厚度)等的多个波长处加强。
上述的干涉光例如入射到由衍射光栅等构成的分光单元(未图示)中，该分光单元设置在厚度测量器38的内部。在分光单元的附近配置有对由分光单元分光后的光的强度分布进行检测的线传感器(未图示)。线传感器所获取的与干涉光的强度分布有关的信息例如被发送给厚度测量器38的控制单元(未图示)。
在如上述那样由线传感器获取的信息中，包含相当于在多个波长处加强的干涉光的分光光谱的信息。因此，例如，通过控制单元对线传感器所获取的信息(干涉光的分光光谱)进行傅里叶变换(代表性的是快速傅里叶变换)等，从而能够获取与背面11b相对于正面11a的高度(即，晶片11的厚度)有关的信息。
在使用该厚度测量器38对芯片19的厚度进行测量时，例如，一边从厚度测量器38朝向晶片11的背面11b照射测量用的光，一边使卡盘工作台24和厚度测量器38相对地进行移动。由此，能够对各芯片19照射测量用的光而对其厚度进行测量。另外，也可以使用接触式的厚度测量器、或测量的原理与厚度测量器38不同的非接触式的厚度测量器等。例如，当测量并记录下全部的芯片19的厚度时，测量步骤结束。
在测量步骤之后，进行芯片层叠步骤，根据各芯片19的厚度来选择要层叠的多个芯片19而进行层叠。图4的(a)是示意性地示出在芯片层叠步骤中所选择出的多个芯片的侧视图，图4的(b)是示意性地示出在芯片层叠步骤中层叠了多个芯片的情形的侧视图。
另外，在本实施方式中，对在厚度方向上重叠3个芯片19a、19b、19c而制造出层叠芯片31的情况进行说明，但所重叠的芯片19的个数并没有限制。即，可以重叠两个芯片19而制造出层叠芯片，也可以重叠4个以上的芯片19而制造出层叠芯片。
例如，在层叠芯片31的厚度被设定为t的情况下，如图4的(a)所示，根据在测量步骤中测量并记录下的各芯片19的厚度来选择各自的厚度t1、t2、t3之和为t的3个芯片19a、19b、19c。通过将这3个芯片19a、19b、19c重叠并固定，如图4的(b)所示，能够制造出厚度为t的层叠芯片31。
另外，在本实施方式中，对只考虑芯片19a、19b、19c的厚度的例子进行了说明，但在层叠芯片包含芯片以外的构成要素(例如，连接各芯片的粘接剂等)的情况下，在考虑了该构成要素的厚度的基础上选择要层叠的多个芯片。
如以上那样，在本实施方式的层叠芯片的制造方法中，根据各芯片19的厚度来选择要层叠的多个芯片19a、19b、19c而进行层叠，以便在层叠了多个芯片19时成为规定的厚度t，因此能够制造出与规定的厚度t一致的层叠芯片31。
另外，本发明并不限于上述实施方式的记载，能够实施各种变更。例如，在上述实施方式的芯片形成步骤中，在晶片11的正面11a侧形成分割用的槽17，之后，通过对晶片11的背面11b进行磨削而使晶片11变薄并且将晶片11分割成多个芯片19，但也可以使用其他方法将晶片分割成多个芯片。
例如，可以使具有透过性的激光束会聚在晶片的内部而形成作为分割的起点的改质层(分割用的构造)，之后，通过对晶片的背面进行磨削而使晶片变薄并且利用磨削时施加的力将晶片分割成多个芯片。
同样，也可以使具有透过性的激光束会聚在晶片的内部而形成作为分割的起点的改质层，之后，通过磨削以外的方法施力而将晶片分割成多个芯片。在该情况下，也可以在形成作为分割的起点的改质层之前，对晶片的背面进行磨削而使晶片变薄。
并且，也可以使用具有吸收性的激光束或切削刀具将晶片切断而分割成多个芯片。另外，在该情况下，在将晶片切断而分割成多个芯片之前，对晶片的背面进行磨削而使晶片变薄即可。
另外，上述实施方式的构造、方法等只要在不脱离本发明的目的的范围内便能够实施适当变更。